Шахгильдян В.В. Радиопередающие устройства (3-е издание, 2003) (1095866), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Однако полезная мощность и КПД в этом случае повысятся меньше, чем при бигармоническом возбуждении. Для искажения импульсов анодного напряжения при реализации обоих вариантов бигармонического возбуждения в анодную цепь лампы ГВВ последовательно с нагрузкой включают калебательный бб контур, настроенный на третью гармонику рабочей частоты (см. рис.
2.34,0). Поскольку третья гармоника импульса с почти плоской вершиной (см. рис. 2.33,6, кривая 1) находится в противофазе с первой, то при правильной настройке контуров в анодной цепи переменное напряжение на аноде и,(г) = ум совем- уд соя Зем = Уы (совем-к„соя 3 в!).
На рис. 2.33,п штриховыми линиями показаны колебания первой (2) и третьей (3) гармоник и сплошной линией изображено результирующее напряжение ()) на аноде. При определенном выборе /с„импульс е, приобретает почти плоскую вершину. Из рис. 2 ЗЗа и б следует, что при неизменных значениях Е„е„, 1, амплитуды первых гармоник в анодном токе уы и в вводном напряжении У„при бигармоническом возбуждении заметно больше, чем при моногармоническом и, следовательно, ГВВ может отдать большую мощность. Благодаря плоской вершине импульсов 1, и е, существенно сокращается длительность их скатов, вследствие чего резко сокращается рассеиваемая мощность. Мгновенная рассеиваемая мощность на аноде при бигармоническом возбуждении и 0 = 90', /с, = /с, = /сз Р< = Е,1~ (Х - ьХ ), где Х = соя вг — lсз соя 3 «и. График для Р, на интервале Ю приведен на рис.
2.33,б (кривая 2). Сравнение его с аналогичным графиком для моногармонического возбуждения показывает, что в лампах, работающих в ГВВ с бигармоническим возбуждением, существенно снижается мощносп, рассеиваемая на аноде, следовательно, увеличивается КПД анодной цепи ц, = 1 — Р, 1Ре и появляется возможность несколько увеличить полезйую мощность. Многочисленные теоретические и экспериментальные исследования показали, что имеются оптимальные значения для коэффициентов й„, lсм и /с„, при которых обеспечивается наибольшее увеличение полезной мощности Р, и КПД. Для различных ламп и режимов значения этих коэффициентов находятся в пределах 0,15...0,25, повышение КПД может составить до 10...12%, а повышение полезной мощности — до 20 %. Изложенный выше способ увеличения полезной мощности и КПД путем реализации бигармонического режима находит широкое применение в современных мощных СВ и ДВ передатчиках с анодной модуляцией.
Способ использования высших гармоник для повышения КПД ГВВ сложился в настоящем виде из идей Ценнека и Рукопа (1919 г.)— отказ от синусоидального анодного напряжения, Баркгаузена (1926 г.) — импульсы анодного тока должны иметь форму меандра, результативных исследований И. Н. фомичева — использование третьей гармоники и А. И. Колесникова — бигармоническое возбуждение с использовани- ем второй гармоники.
Экстремальная реализация упомянутых выше идей имеет место в ГВВ с ключевым режимом (см. $ 2.! 9). 2.14. РАБОТА ГВВ В ПЕРЕНАПРЯЖЕННОМ РЕЖИМЕ В современных передатчиках широко применяется перенапряженный режим в ГВВ с резонансной нагрузкой. Поэтому кроме общего представления об этом режиме„которое дано в предыдущих параграфах, рассмотрим в качестве примера методику анализа параметров режима ГВВ. Эту методику можно применить для ГВВ на лампах и транзисторах во всех случаях, когда анализ режима можно проводить с использованием статических характеристик и их идеализации. В ГВВ на генераторном триоде зададим напряжения возбуждения У„ смещения Е, и анодного питания Е, и будем изменять сопротивление анодной нагрузки Вг На рис. 2.35,а приведены линия граничного режима А, О и три статические характеристики анодного тока, снятые при Характеристика для е, продолжена влево от линии граничного режима (отрезок АзА,); также продолжена вниз и линия граничного режима (отрезок ОЕ ).
При увеличении В, от нуля (дннамическая характеристика АВ) можно достичь граничного режима, для которого ДХ состоит из двух отрезков: А,В и ВС. Точка С лежит на оси абсцисс правее точки В и соответствует напряжению е, = Е, + У,. Амплитуду рис. 2.35. динамические характеристики в перенапряженном режиме 68 импульса анодного тока 1, для граничного режима можно найти из (2.! з/, подставив вместо е, зйачение е, = Е, — У„п,: 1. =Е„(Еа-(/. ',/ (2.43) Приняв во внимание, что 1 = 1„/а, и 1„= (/,/ Я,„, и подставив зтн значения в (2.43), получим после преобразования (/а гр Еайэнв/(Еэкв+ )/Егтп!) (2.44) Это уравнение показывает, что при условии Л, «1/Я а, ГВВ в критическом и слабоперенапряженном режимах можно рассматривать как генератор напряжения с амплитудой ЭДС, равной Е„внутренним сопротивлением 1/Я а, и нагрузкой М,„,.
Следовательно, при небольшом увеличении Р > Я,„, , т. е. при переходе от критического к слабоперенапряженному режиму, для расчета (/, можно использовать (2.44), а затем по У„Я, и параметрам лампы рассчитать другие параметры ГВВ. При значительном увеличении Я, режим становится перенапряженным, в импульсе анодного тока появляется провал, который при дальнейшем увеличении напряженности режима углубляется, может достичь осн абсцисс; затем в импульсе появляется внутренний (нижний) угол отсечки П, и импульс разделяется на две симметричные части.
На рис. 2.35д именно для такого случая показана динамическая характеристика бОГ,ВС, а на рис. 2.35,6 изображен импульс анодного тока (сплошные линии). Гармонический анализ импульса 1 (см. рис. 2.35,6) с целью нахождения постоянной составляющей /,е и амплитуды первой гармоники /„анодного тока можно выполнить, сведя зту задачу к рассмотренной выше в з 2.8. Поскольку преобразование Фурье является линейным, то при его выполнении можно какой-нибудь сложный сигнал заменить алгебраической суммой нескольких более простых. Поступая согласно данному правилу в рассматриваемом случае, постоянную составляющую и амплитуду первой гармоники 1„для анодного тока в виде импульсов (1) можно определить как алгебраические суммы этих составляющих для вспомогательных усеченных косинусоидальных импульсов 1п 1н 1п 14 (рис.
2.36): /аО(/) =/ы(А),1ы® /аО(/3)+ /гаЮ~ (2.45) /м (/) = /м %) 1 ~ Ю /м (/з) + /ы Ю Значения отдельных составляющих в (2.45) определяют из ранее полученного соотношения (2.26), например 1, (Ц = /,а (Е,); 1,„(1) = 1/х„(й,). (2.46) Здесь 1и где / = ),...,4, — амплитуды вспомогательных импульсов 1,, 1, 1,, 1,; 8 — соответствующие им углы отсечки 6, 6, и 9, (рис. 2.3б).
Амплитуды и углы отсечки для вспомогательных импульсов определяются из рис. 2.35 и ранее полученных соотношений: 1, = Я (У, — 0 Щ('г — соз 6); 1з = Я У„(1 — соз6~); 1з = Ю((/ — 0ь/г)() — соз 61)", 14 = Я ((/ — Еа/, (2.47) где соз (6) = — (Е, — Е"с)/(У, — 0(1а); соз(8;) = (/е /У,=» /»; соз (8з) = Е /(/а = 1/». (2.48) Значения 1, (1) и 1„(1) можно теперь вычислить, если (2.47) и (2.48) соответственно подставить в (2.4б) и затем в (2,45). Однако процедура вычисления существенно упростится, если ввести а- и у-функции для сложного импульса (1) с двумя или тремя углами отсечки: ао ' 1 е = Е(т/ — 0(/а)то 1„, =1 а, .1„=5(0,-00,)у, (2.49) Если ввести параметр А = соз (6, — соз 8)/(1/» — соз 8) и учесть, что 1 „= 1~ — 1з = Я ((/с — 0(/,) соз (8, — соз 8), то после довольно сложных преобразований получим у, ю у,(8) - () - А)у,(8,) + Ау,(8,); = у,(6)-() + А)у,(8,)+ Ау,(8,).
(2.50) в в, в, в, Рис. 236 Составляющие импульса аиолиого тока 70 Коэффициенты аз = у, /(соз О, — соз О); а, = у, /(соз О, — соз О). Для слабоперенапряженного режима, когда (7, < Е„, Оз = О и у, (Оз) = = у, (О ) = О, третий член в выражениях для уз и у, обращается в нуль. Рассчитывать параметры режима цепей управляющей сетки в триодах и экранирующей сетки в тетродах, работающих в перенапряженном режиме, целесообразно с применением реальных СХ, так, как это было изложено в $ 2.10.
При проектировании ГВВ, использующих перенапряженный режим, необходимо учитывать следующее. Выходное сопротивление ЭП (триодов, тетродов, транзисторов), работающих в ННР„обычно больше сопротивления оптимальной нагрузки. В ПНР в течейие времени верхней отсечки выходное сопротивление ЗП (Евшнр !(а,Я ) снижается на один-два порядка; ЭП становится эквивалентным генератору напряжения„резко снижается фильтрация гармоник в контуре, связанном с ЭП. Зто явление особенно заметно, если контур сильно связан с ЭП и имеет высокую рабочую добротность Др. 2.15.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
